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垃圾焚烧炉水冷壁材料20G钢在硫氯气氛下腐蚀特性研究
煤炭学报
网络首发时间:2024-11-14 16:45:48
79
作者
周寅聪
熊小鹤
谭厚章
单位
西安交通大学热流科学与工程教育部重点实验室
摘要
受热面高温腐蚀泄露严重威胁垃圾焚烧炉安全运行,腐蚀性元素S和Cl在其中发挥着重要作用,但H2S和HCl在与合金及氧化膜反应中呈现着不同的理化特性和腐蚀特征。由此,进行了气相腐蚀动力学实验,对比了不同温度、浓度气氛下高温H2S腐蚀和HCl腐蚀的速率差异,并基于Pilling-Bedworth理论对腐蚀深度模型进行优化,优化后的模型可以对不同气氛下的腐蚀深度进行预测,进而在一定程度上用于垃圾焚烧炉管壁材料的生命周期计算。气相动力学实验结果表明:在450℃和550℃下,H2S的腐蚀速率大于HCl。而在650℃下,虽然反应刚开始H2S腐蚀速率较大,但72小时后,HCl腐蚀速率开始大于H2S腐蚀速率。H2S和HCl腐蚀速率与温度呈现正相关性,温度越高,腐蚀速率越大。H2S腐蚀反应的平均活化能为22.8kJ·mol-1,低于HCl腐蚀反应的平均活化能(52.0kJ·mol-1),但HCl腐蚀反应对温度更敏感,随着温度升高,HCl腐蚀速率增加幅度明显快于H2S。H2S腐蚀速率与浓度呈现正相关性,H2S浓度越大,腐蚀越快,但HCl腐蚀速率与浓度没有显著相关性。此外,氧气对于H2S、HCl的腐蚀速率存在协同作用。氧气存在情况下,H2S和HCl的腐蚀速率与无氧气情况相比明显变大,腐蚀速率增幅平均为52.5%。腐蚀产物的表征分析发现H2S和HCl主要通过点蚀的方式渗透进入铁基体,样品表面主要成分为铁的氧化物,H2S和HCl腐蚀产物分别为FeS和FeClx。
关键词
垃圾焚烧炉
高温腐蚀
H2S
HCl
腐蚀深度
活化能
文章目录
1.实验准备
2实验结果与分析
2S与HCl腐蚀特性比较'>2.1 不同温度下H2S与HCl腐蚀特性比较
2S与HCl腐蚀速率特性'>2.2 不同浓度下H2S与HCl腐蚀速率特性
2S/HCl腐蚀速率比较'>2.3模拟烟气条件下H2S/HCl腐蚀速率比较
2.4腐蚀产物的表征分析
2S/HCl腐蚀深度的预测模型'>2.5 H2S/HCl腐蚀深度的预测模型
3 结论
引用格式
周寅聪,熊小鹤,谭厚章.垃圾焚烧炉水冷壁材料20G钢在硫氯气氛下腐蚀特性研究[J/OL].煤炭学报,1-11[2024-11-19].https://doi.org/10.13225/j.cnki.jccs.2024.0651.
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